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모터

last modified: 2014-12-25 08:23:49 Contributors

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직류 모터의 작동원리

Contents

1. 원래 의미
2. Electric Motor
2.1. 활용
2.2. 모터의 종류
2.3. 미니카에서의 모터


Motor.

1. 원래 의미

발동기, 동력원이란 의미로 동력(운동에너지) 공급의 형태는 따지지 않는다.[1]
즉, 우리가 흔히 엔진이라고 부르는 내연기관도 motor에 포함되며 미사일 추진체에 쓰이는 각종 추진제 등도 motor라 표현한다. 로켓일 경우 rocket motor 같은 식으로.
즉 모터보트, 모터사이클, 모터카 같은 표현들은 자체 동력원을 내장한 형태를 의미하는 것이지 다음항목에서 설명하는 모터가 있다는 뜻이 아니다. 물론 해당 운송수단의 동력원으로 전동기를 쓰기도 하지만.

2. Electric Motor

전동기. 국내에서 그냥 모터라고 쓸 때는 보통 이것을 의미한다. 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 회전에너지로 바꾸는 엔진으로 전동기라고도 한다. 전원의 종류에 따라 직류전동기와 교류전동기로 분류되며, 교류전동기는 다시 3상교류용과 단상교류용으로 구분된다. 오늘날에는 3상교류용 전동기를 주로 사용하고 있다.

1831년 페러데이가 전자기유도를 발견한 무렵부터 나오기 시작했는데, 발전을 거듭해 1889년 독일의 도브로월스키가 출력 100 와트(W)의 3상교류전동기를 처음 만든 이래 3상교류전동기가 오늘날 교류전동기의 주류를 이루고 있다.

구조를 조금만 변형하면 발전기가 된다.[2] 이 때문에 최초의 전동기가 1873년 의 박람회에서 발전기를 잘못 연결해서 우연히 만들어졌다는 속설이 널리 퍼져있지만 사실이 아니다. 물론 최초의 실용적인 전동기가 만들어진 계기가 되었다고 할 순 있지만 1873년 이전에도 발전기와는 별개로 전기를 이용한 동력원을 만들려는 시도가 계속 있어왔다.#

2.1. 활용

수 없이 많다. 특히 내연, 외연기관을 사용하기 힘든 실내나 작은 기구에서 사용하는 동력원 특히 회전운동에 필요한 경우 전동기는 사실상 필수다. 대표적인게 바로 선풍기. 냉장고나 에어컨 같은 기구 역시 전동펌프를 사용하며 사실상 전기기구의 소음원인의 대부분은 바로 모터. 그외에 핸드폰의 진동기능 역시 보통 추를 단 모터를 이용하여 구현한다.

이외에도 발전기나 중장비(특히 크레인)에서도 볼수 있으며, 과학상자에도 1~2개 씩 포함되어 있다.

2.2. 모터의 종류

입력 전력 방식에 따라
  • 직류전동기

  • 교류전동기
    • 동기전동기
    • 유도전동기

특수전동기
  • 직교류 겸용 전동기
  • BLDC 전동기
  • 선형유도전동기
  • 동기릴럭턴스전동기
  • 스텝 전동기

참고로 리니어 모터는 전동기의 구조를 펼친 형태로 회전자의 회전운동이 직선운동으로 대체된 것과 같다.

2.3. 미니카에서의 모터

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뚜껑이 빨간색인 모터가 다른모터들보다 세배 빠르다 카더라

위의 모터들은 최상급에 속하는 모터들로서 5만원을 훌쩍넘는 시가를 자랑한다.

대부분의 일반인들은 모터하면 모두 이쪽을 떠올리는 경우가 많다. 하긴 생각하는게 다 그렇지 뭐 그도 그럴것이 어린시절 미니카를 굴려본 사람은 있었을 것이고 직간접적으로 이를 접해봤을 것이니 대체로 이쪽을 생각하는게 당연지사.

미니카의 가장 중요한 요소로서 대부분의 동네 미니카 경주대회는 거진 이걸로 승패가 좌우된다. 그래서 좋은 모터를 지르려고 용돈을 모으는 사람도 존재할 정도. 만일 돈이 없는 사람들이라면 모터의 뚜껑을 따고 코일을 많이 감아서 속도를 빠르게 하기도 한다. 코일 사는데 돈이 들어가는 거는 그냥 넘어가자.

과거에는 통상적으로 노멀<블랙≤실버<<<<넘사벽<<<<블랙레드<골드블랙 순이였지만 인터넷이 발달하고 외산모터를 구하기 쉬워짐에 따라 색으로 성능을 구분하는 것 자체가 무의미해졌다. 다만 좋은 모터는 금장을 취한 경우가 많기는 하다.

모터의 스피드 측정은, 무부하 회전수와 부하 회전수로 측정하는데, 여기서 무부하 회전수는 미니카에 설치하지 않고 그냥 모터만 돌렸을때 1분당 회전수를 측정하는 것이고 부하 회전수는 미니카를 굴릴때 모터가 분당 얼마나 회전하느냐를 측정하는 것이다. 무부하 회전수가 분당 20000회 이상인 모터부터 질 좋은 모터에 속한다.

이론적으로 부하 회전수가 높을수록 좋은 모터라고 생각할지 모르나 부하가 걸리는 것이 미니카를 어떻게 설계하느냐에 따라 이론적인 수치보다 더 높게 나올수도 낮게 나올수도 있다. 일반적으로 명시되어 있는 부하 회전수는 평범한 설계품을 전제로 한 수치이기 때문에 전적으로 신뢰하기는 곤란한 측면이 있다. 얼마나 고수이고 일가견이 있느냐에 따라 충분히 극복할수도 있는 수치다.

그리고 회전수 못지 않은게 토크인데, 말 그대로 모터의 파위를 말하는 것으로서 아무리 회전력이 빨라도 파워가 없으면 결국엔 느려진다. 예를 들어 타미야의 모터 가운데 제트 대쉬 모터는 회전수에 있어서 울트라 대쉬와 플라즈마 대쉬에 떨어지지만 토크가 워낙에 강력해서 뒤의 두 모터보다 더 빨랐다. 물론 이것 또한 개조로 극복할 수 있는 수치이므로 참고하기만 하자. 어차피 동네에서 미니카 굴리는 아마추어들에게는 해당사항 없다. 아니 애초에 이런거 다 때려치우고 그냥 비싼모터 쓰면 장땡이려나?

모터가 빠르다고 해서 무조건 미니카가 제대로 굴러가는 것이 아니라 차가 뜨지 않는 것이 중요하다. 일각에서는 무게추를 달아 상쇄시키면 된다고 하지만 절대 좋은 방법이 아니며 오히려 차를 느리게 하는 주범이다. 적당한 미니카의 무게는 100~120g이다.[3] 이 이상 넘어가면 느려진다. 설계를 다시하고 개조해서 이러한 현상을 극복하도록 하자.

그리고 일부러 질낮은 모터를 구입해서 코일을 많이 감아 개조한 다음 페이크다 이 병신들아 역관광시키는 사례도 종종 있는데, 여기서 주의해야 할 점이 모터 뚜껑을 따고 닫을때 주의해야만 모터가 망가지는 불상사를 피할수 있을 뿐더러 어설프게 감았다가는 오히려 모터에 과부하가 걸려 역효과가 날수 있으니 모터를 개조할때는 반드시 전문적인 자료에 의거해 감아놓도록 하자. 게다가 당시 초등학생, 끽해봐야 중학생 정도의 손재주로는 모터개조는 상당히 어려운 수준이었다.

사용하는 배터리도 중요한데 위에 언급된 고급 모터는 동네 싸구려 전지로는 아예 돌아가지도 않는 상황이 있어서 그 당시로는 비싼 물건인 충전식 전지를 써야 했다.
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  • [1] 물론 인력이나 동물의 힘을 이용하는 경우는 제외.
  • [2] 사실 그대로 써도 발전기가 되긴 한다. 특히 직류모터. 구려서 그렇지
  • [3] 뚜껑과 충전지를 모두 넣고 측정한 수치를 말한다.